Naslov
Primjena elektrokemijske impedancijske spektroskopije u dijagnostici degradacije katalitičkog sloja membranskih gorivnih članaka
(Application of electrochemical impedance spectroscopy in catalyst layer degradation diagnostics of proton exchange membrane fuel cells)

Autori
Pivac, Ivan

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Split

Datum
05.10

Godina
2018

Stranica
97

Mentor
Barbir, Frano

Ključne riječi
degradacija katalizatora ; dijagnostika ; električni ekvivalentni krug ; elektrokemijska impedancijska spektroskopija ; impedancijski odzivni spektar ; induktivna pojava na niskim frekvencijama ; katalitički sloj ; membranski gorivni članak ; nadomjesni impedancijski model ; ubrzani degradacijski test
(catalyst degradation ; diagnostics ; electrical equivalent circuit ; electrochemical impedance spectroscopy ; impedance spectrum ; low-frequency inductive phenomenon ; catalyst layer ; proton exchange membrane fuel cell ; impedance model ; accelerated stress test)

Sažetak
U ovoj doktorskoj disertaciji, pisanoj prema tzv. skandinavskom modelu, odnosno u obliku skupa tri objavljena znanstvena rada s preglednim poglavljem, pokazano je da je primjenom elektrokemijske impedancijske spektroskopije moguće dijagnosticirati degradaciju katalitičkog sloja membranskog gorivnog članka, uzrokovanu smanjenjem elektrokemijske aktivne površine, na osnovu usporedbe impedancijskih odzivnih spektara izmjerenih u određenim vremenskim intervalima tijekom njegovog rada. U tu svrhu, razvijen je i novi nadomjesni impedancijski model u obliku električnog ekvivalentnog kruga s 11 elemenata i dvije tzv. rezonantne petlje, sastavljene od paralelno vezanih otpornika, kondenzatora i zavojnice, a koji je primijenjen tijekom ubrzanog degradacijskog testa s cikliranjem katodnog napona. Također, u području niskih frekvencija impedancijskog odzivnog spektra evidentna je prisutnost induktivne značajke, čiji su mogući uzroci iz literature načelno poopćeni i po prvi puta svrstani u tri grupe mogućih uzroka, i to: popratne kemijske reakcije s međuspojevima, utjecaj koncentracije ugljikovog monoksida (ukoliko se ne koriste izrazito čisti reaktanti) i transport vode. Predloženi model je eksperimentalno verificiran u različitim radnim uvjetima, a obuhvaća i procese odgovorne za induktivnu značajku na niskim frekvencijama, te daje novi doprinos boljem razumijevanju ove pojave, koja je eksperimentalno po prvi put potvrđena u ovako širokom rasponu gustoća struja, temperatura, tlakova, vlažnosti i protoka reaktanata.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA